На что указывают теплозащитные свойства одежды
Перейти к содержимому

На что указывают теплозащитные свойства одежды

  • автор:

Метод оценки теплозащитных свойств материалов одежды и их пакетов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ТЕКСТИЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ / ПАКЕТЫ МАТЕРИАЛОВ / СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ / ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА / ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ / ТЕПЛОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ / ПОКАЗАТЕЛИ СВОЙСТВ / ОЦЕНКА СВОЙСТВ / МЕТОДЫ ОЦЕНКИ / АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ УСТАНОВКИ / ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ / МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОДЕЖДЫ / СПЕЦОДЕЖДА / ЗАЩИТНАЯ ОДЕЖДА / ОДЕЖДА ПОЖАРНЫХ

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Соколова Анна Сергеевна, Кузнецов Андрей Александрович, Надёжная Наталья Леонидовна

Проведены исследования по разработке метода и автоматизированной установки для определения показателей теплозащитных свойств материалов одежды, используемых для изготовления боевой одежды пожарных . Разработанная универсальная измерительная установка для определения теплозащитных свойств материалов одежды и их пакетов позволяет воспроизводить температуру пододежного пространства и параметры окружающей среды в широких пределах. Методика определения показателей теплозащитных свойств основана на зависимостях, описывающих процессы, протекающие в узлах установки и исследуемом материале при проведении испытаний.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Соколова Анна Сергеевна, Кузнецов Андрей Александрович, Надёжная Наталья Леонидовна

Регрессионные модели и оптимизация теплоизоляции комфортного комплекта специальной одежды
исследование суммарного теплового сопротивления пакетов материалов альтернативными методами
Исследование свойств инновационных материалов для проектирования теплозащитной одежды
О критериях обоснованного использования материалов для производства костюма военнослужащим Арктики
Полимерные материалы в производстве костюма для военнослужащих Арктики (сообщение 1)
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Метод оценки теплозащитных свойств материалов одежды и их пакетов»

МЕТОД ОЦЕНКИ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ОДЕЖДЫ И ИХ ПАКЕТОВ

METHOD FOR EVALUATION OF HEAT-SHIELDING PROPERTIES OF CLOTHING MATERIALS AND THEIR PACKAGES

А.С. Соколова* А.А. Кузнецов, Н.Л. Надежная

Витебский государственный технологический университет

A.S. Sokolova* A.A. Kuznetsov, N.L. Nadyozhnaya

Vitebsk State Technological University

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, ТЕПЛОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, ПАКЕТЫ МАТЕРИАЛОВ ОДЕЖДЫ, ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА, АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА

COEFFICIENT OF THERMAL CONDUCTIVITY, THERMAL RESISTANCE, PACKAGES OF CLOTHING MATERIALS, HEAT-SHIELDING PROPERTIES, AUTOMATED SYSTEM

Цель исследований — разработка метода и автоматизированной установки для определения показателей теплозащитных свойств материалов одежды.

Объектами исследований являлись материалы, используемые для изготовления боевой одежды пожарных, и их пакеты.

Разработанная универсальная измерительная установка для определения теплозащитных свойств материалов одежды и их пакетов позволяет воспроизводить температуру пододежного пространства и параметры окружающей среды в широких пределах, что дает возможность проводить испытания материалов в условиях, приближенных к реальным условиям их эксплуатации.

Методика определения показателей теплозащитных свойств основана на зависимостях, описывающих процессы, протекающие в узлах установки и исследуемом материале при проведении испытаний.

В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что отклонения значений коэффициента теплопроводности и теплового сопротивления, определенных по предложенной методике, от значений, полученных с использованием стандартных методик, не превышают 6 %.

The method for measuring the parameters of heat-shielding properties of clothing materials and their packages and automated plant are developed..

The research materials and their packages are used for the manufacturing of fire fighting garments.

The methodology for determining the thermal conductivity and thermal resistance of clothing materials and their packages on the method of stationary heat mode is developed. The formulas for measuring these parameters are based on the relations describing the processes in the parts of the plant and the material studied in the tests.

The automated system for measuring the heat-shielding properties of clothing materials and their packages allows testing materials in climatic conditions as close as possible to the real conditions of their operation.

Analysis of research results allows to determine that the deviation of the coefficient of thermal conductivity and thermal resistance values of the proposed method does not exceed 6 %.

Высокие требования, предъявляемые к потребительским свойствам и качеству современной одежды, определяют ее конкурентоспособ-

* E-maiL: sokolova203509@gmail.com (А.Б. Бокок^а)

ность на рынке. Из всего многообразия свойств материалов одежды одними из наиболее важных являются теплозащитные свойства, которые

характеризуют способность материалов одежды защищать тело человека от тепловых потерь и перегрева при различных температурных режимах. Наибольшее значение оценка показателей теплозащитных свойств имеет при проектировании демисезонной и зимней одежды, а также одежды специального назначения.

О теплозащитных свойствах материалов судят по тепловому сопротивлению Я, коэффициенту теплопроводности X, и коэффициенту температуропроводности а. Нормативная методика оценки показателей теплозащитных свойств материалов одежды [1] предусматривает проведение испытаний при интервале перепада температур 45-55 °С по методу регулярного теплового режима. Испытания могут проводиться как в условиях естественной, так и вынужденной (скорость воздушного потока 5 м/с) конвекции.

В настоящее время в литературных и патентных источниках [2 — 7] можно встретить описание большого количества методов и приборов для определения показателей теплозащитных свойств материалов. Существующие методы и средства оценки теплозащитных свойств материалов одежды, несмотря на разнообразие, обладают рядом недостатков: они позволяют определять показатели теплозащитных свойств только в ограниченных условиях испытаний, зачастую не соответствующих реальным условиям эксплуатации материалов. Кроме того, существующие технические средства оценки теплозащитных свойств довольно часто характеризуются большими габаритами, высоким энергопотреблением и устаревшей элементной базой.

В связи с этим актуальной задачей является разработка метода определения показателей теплозащитных свойств материалов одежды и их пакетов и его реализация в виде автоматизированной установки на базе современных технических средств, позволяющей проводить испытания как в условиях естественной конвекции, так и вынужденной.

В результате проведенного анализа климатических условий Республики Беларусь установлено, что эксплуатация бытовой одежды производится в среднем диапазоне температур: весной-осенью +5. +15 °С, летом +14. +23 °С, зимой -7,5. +5 °С при среднегодовой скорости ветра 3.4 м/с. Исходя из этого сформулированы

требования, предъявляемые к разрабатываемой автоматизированной системе:

1. Воспроизводимые показатели:

• температура окружающей среды -20. +40

• температура пододежного пространства 0.40 °С;

• скорость ветра 0.7 м/с.

2. Определяемые показатели:

В основу методики определения теплового сопротивления и коэффициента теплопроводности положен метод стационарного теплового режима.

Схема испытательной камеры разработанной установки для определения показателей теплозащитных свойств материалов одежды и их пакетов представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схема испытательной камеры установки для определения показателей теплозащитных свойств материалов одежды и их пакетов:

1 — блок воспроизведения параметров пододежного пространства, 2 — исследуемый образец, 3 — камера воспроизведения параметров окружающей среды, 4 — электронагреватель, 5 — вентилятор, Тг, Т температуры на поверхностях материала, ТПО температура пододежного пространства, Тср — температура окружающей среды, УСр — скорость ветра, тепловой поток, проходящий через материал

Структурно разработанную установку можно разделить на две части: первая позволяет имитировать микроклимат пододежного пространства, вторая — воспроизводить климатические параметры окружающей среды.

Воспроизведение температурного режима под одеждой реализовано с помощью термоэлектрических модулей Пельтье совместно с системой водяного охлаждения. Камера, воспроизводящая параметры окружающей среды, позволяет поддерживать как положительные, так и отрицательные температуры воздуха возле исследуемого образца. Для нагрева применяется электронагреватель, который установлен в стабилизирующем патрубке центробежного вентилятора, создающего воздушный поток. Охлаждение воздуха в камере осуществляется при помощи компрессорного холодильного агрегата.

Поддержание заданных скорости воздушного потока температур пододежного пространства и окружающей среды осуществляется в автоматическом режиме. Сбор данных с датчиков осуществляется с использованием специально разработанного программного обеспечения для персонального компьютера.

Такая конструкция дает возможность проводить испытания разнообразных материалов одежды в климатических условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации.

Определение теплового сопротивления и коэффициента теплопроводности осуществляется следующим образом. Исследуемый образец материала, имеющий форму круглого диска площадью 0,01 м2, помещают в установку. Термоэлектрические модули Пельтье, электронагреватель и вентилятор подключают к сети и, регулируя подаваемую на них мощность, устанавливают заданный температурный режим и скорость воздушного потока. В случае проведения испытаний в условиях естественной конвекции вентилятор закрывают шторкой. После установления стационарного теплового режима снимают показания датчиков температуры на поверхностях материала Т, Т2 и на горячей ТГ и холодной ТХ сторонах термоэлектрических модулей Пельтье.

Тепловое сопротивление материала Ям, К•м2/ Вт определяется следующей формулой:

где Т1, Т2 — температуры на поверхностях материала, К; qм — плотность теплового потока, проходящего через материал, Вт/м2.

Коэффициент теплопроводности Ам, Вт/м-К, материала одежды

где 8м — толщина исследуемого образца материала, м.

В силу стационарности теплового режима плотность теплового потока, прошедшего через материал qм, равна плотности теплового потока от элементов Пельтье ко внутренней стороне исследуемого материала qПО.

Плотность теплового потока, подводимого к материалу, qПО, Вт/м2 определим исходя из анализа процессов, протекающих в узлах блока воспроизведения параметров пододежного пространства при проведении испытаний:

где К — коэффициент, учитывающий потери тепловой мощности в узлах блока воспроизведения параметров пододежного пространства, определяемый экспериментально; п — количество термоэлектрических модулей Пельтье в установке; QC1 — тепловая мощность, отводимая с холодной стороны одного термоэлектрического модуля, Вт; QП — мощность теплового потока, характеризующего обратный отток тепла с горячей на холодную сторону термоэлектрического модуля Пельтье, Вт; F — площадь поверхности рассеивания радиатора, к которому крепится исследуемый образец материала, м2.

Мощность теплового потока, характеризующего обратный отток тепла с горячей на холодную сторону термоэлектрического модуля Пельтье, определим по формуле

где ХЗ — коэффициент теплопроводности термопасты, заполняющей зазор между термоэлектрическими модулями Пельтье, Вт/м-К; ГЗ — площадь зазора между термоэлектрическими модулями Пельтье, м2; ТГ, ТХ — температуры на горячем и холодном концах термоэлектрической ветви соответственно, К; с — толщина термоэлектрических модулей Пельтье, м.

Площадь зазора между термоэлектрическими модулями Пельтье определяется по формуле

дуля в режиме, когда достигается максимальная разность температур ДТ = ДТтах при некоторой фиксированной температуре горячего спая ТГ. При этом ток I = 1тах и мощность, отводимая с холодной стороны термоэлектрического модуля, QC1 = 0. Уравнение (7) примет вид:

Получим выражение для тока 1тах. Для этого выразим из уравнения (7) разность температур

ДТ, учитывая, что ТХ = ТГ — ДТ и QC

где а — ширина зазора, м; Ь — длина модуля, м.

Уравнение теплового баланса на холодных сторонах термоэлектрического модуля Пельтье [8]:

Продифференцируем выражение (10) по току

где N — число пар термоэлектрических ветвей в термоэлектрическом модуле Пельтье; а — термо-ЭДС материла термоэлектрической ветви, В/К; I — измеренное значение силы тока, проходящего через термоэлектрическую ветвь, А; Я — электрическое сопротивление термоэлектрической ветви, Ом; к — полная теплопроводность термоэлектрической ветви, Вт/К.

Параметры термоэлектрической ветви а, Я, к определяются исходя из технических характеристик термоэлектрических модулей Пельтье, приводимых производителем. Данные параметры можно получить из системы уравнений, описывающих процессы, происходящие в термоэлектрических модулях в различных режимах работы.

Рассмотрим работу термоэлектрического модуля в режиме, когда ток I = 1тах и разность температур ДТ = ТГ — ТХ = 0. При этом мощность, отводимая с холодной стороны термоэлектрического модуля QC1 = Qmax. Уравнение (6) примет вид:

Решив уравнение (11) относительно тока I при СДТ / сИ = 0 , получим выражение для I :

Объединим уравнения (8), (9), (11) в систему:

Таким образом, система уравнений (13) содержит неизвестные параметры термоэлектрической ветви а, Я, к и известные из технических характеристик параметры термоэлектрического модуля. Решив данную систему, получим выражения для параметров термоэлектрической ветви:

Рассмотрим работу термоэлектрического мо-

Подставив численные значения, приведенные в технических характеристиках термоэлектрических модулей Пельтье (таблица 1), в выражения (14) — (16), определяем параметры термоэлекти-ческой ветви: Я = 6,075-10-3 Ом, к = 2,738-10″3 Вт/К, а = 2,122-10-4 В/К.

С учетом выражений (4), (5) и (7) зависимости для определения теплового сопротивления Ям и коэффициента теплопроводности Хм примут вид:

С целью практической апробации предложенной методики определения показателей теплозащитных свойств на разработанной автоматизированной установке проведены экспериментальные исследования материалов одежды. Объектами исследований являлись материалы, используемые для изготовления боевой одежды пожарных и их пакеты, характеристики которых представлены в таблице 2. Технические характеристики элементов блока воспроизведения параметров пододежного пространства, используемые при расчетах, представлены в таблице 1.

В таблице 3 представлены результаты экспериментальных исследований теплозащитных свойств данных материалов. Значения коэффициентов теплопроводности XM, полученные с использованием разработанного метода, сравнивались со значениями ХСТ, определенными по стандартной для материалов боевой одежды пожарного методике (согласно СТБ 1971-2009) [10].

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Анализ полученных результатов позволяет отметить, что погрешность определения значений коэффициента теплопроводности и теплового сопротивления предложенным методом не превышает 6 %.

Таблица 1 — Технические характеристики элементов блока воспроизведения параметров пододежного пространства

Наименование параметра Обозначение Числовое значение

Площадь поверхности рассеивания радиатора, к которому крепится исследуемый образец материала, м2 F 0,12

Коэффициент теплопроводности термопасты, заполняющей зазор между термоэлектрическими модулями Пельтье, Вт/м-К h 0,8

Ширина зазора, м a 0,0005

Количество термоэлектрических модулей Пельтье в установке n 4

Технические характеристики термоэлектрических модулей Пельтье, используемых в установке (ТВ-127-1,4-1,15 (ICE-71))

Максимальная разность температур между спаями модуля, достигаемая при некоторой фиксированной температуре горячего спая (ТГ = 300 К) и при нулевой холодильной мощности ^С1 = 0), К AT max 71

Ток, при котором достигается разность температур ЛТтах, А I max 8

Холодопроизводительность при токе 1тах и разности температур ЛТ = 0, Вт Q ^ max 80

Толщина термоэлектрических модулей Пельтье, м c 0,0034

Длина модуля, м b 0,04

Количество термоэлектрических пар в модуле N 127

Таблица 2 — Характеристики исследуемых материалов и их пакетов

№ Наименование и характеристики материалов и их пакетов

1 Ткань с огнезащитными свойствами для спецодежды «Леонид»

2 Полотно теплоизоляционное холстопрошивное (поверхностная плотность 300 г/м2, полиэфир 50 %, арселон 50 %)

3 Ватин полушерстяной холстопрошивной (поверхностная плотность 235 г/м2)

4 Пакет №1: — ткань с огнезащитными свойствами для спецодежды «Леонид»; — ткань для спецодежды смесовая с пленочным покрытием «СИСУ»; — нетканое холстопрошивное полотно (полушерсть 50 %, арселон 50 %,); — ткань подкладочная (100 % полиэфир, поверхностная плотность 80 г/м2).

5 Пакет №2: — ткань с огнезащитными свойствами для спецодежды «Леонид»; — ткань для спецодежды смесовая с пленочным покрытием «СИСУ»; — ватин полушерстяной холстопрошивной (поверхностная плотность 235 г/м2); — ткань подкладочная (полиэфир 100 %, поверхностная плотность 80 г/м2).

Таблица 3 — Результаты экспериментальных исследований теплозащитных свойств материалов

№ из таблицы 2 Измеряемые параметры К Определяемые показатели Погрешность, %

м I, А Т, К Т2, К ТХ, К Тг, К V Вт/мК КМ, Км2/Вт ^СТ Вт/мК Яст Км2/Вт

1 0,00055 3,28 306,94 295,83 284,74 314,8 0,22 0,0145 0,038 0,0149 0,037 2,72

2 0,00471 3,03 308,1 292,51 283,95 311,7 0,06 0,0211 0,223 0,0201 0,234 5,10

3 0,00537 2,95 308,32 292,79 284,18 311,1 0,06 0,0235 0,228 0,0224 0,240 4,92

4 0,00559 2,79 309,35 290,78 284,28 309,4 0,06 0,0195 0,287 0,0192 0,291 1,60

к 5 0,00625 2,76 308,65 290,19 284,1 308,7 0,06 0,0217 0,287 0,021 0,298 3,55 1

Разработана автоматизированная система для определения показателей теплозащитных свойств материалов одежды и их пакетов, конструкция которой дает возможность воспроизводить температуру пододежного пространства и параметры окружающей среды в широких пределах,что позволит проводить испытания материалов в условиях, приближенных к реальным условиям их эксплуатации. Поддержание температурного режима под одеждой реализовано с помощью современных техни-

ческих средств. Предложен метод определения показателей теплозащитных свойств материалов одежды: коэффициента теплопроводности и теплового сопротивления. Дальнейшие исследования будут направлены на разработку методики определения коэффициента воздухопроницаемости материалов одежды и их пакетов с использованием данной автоматизированной системы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ГОСТ 20489-75 (1986), Материалы для одежды. Метод определения суммарного теплового сопротивления, Москва, Издательство стандартов, 1986, 11 с.

1. GOST 20489-75 (1986), Materials for clothing. A method of determining the total thermal resistance [MateriaLy dLja odezhdy. Metod opredeLenija summarnogo tepLovogo soprotivLenija], Moscow, 11 p.

2. Колесников, П.А. (1965), Теплозащитные свойства одежды, Москва, Легкая индустрия, 340 с.

3. Осипова, В.А. (1969), Экспериментальное исследование процессов теплообмена, Москва, Энергия, 392 с.

4. Патент JP №3919153, МПК 8G 01N 25/18

(2000), Устройство для измерения теплопроводности, Omura Takahiro, Tsuboi Mikinori; заявитель и патентообладатель Nichias Corp.

5. Патент RU № 02167412, МПК G01N 25/18

(2001), Способ комплексного определения теп-лофизических свойств материалов, Жуков Н.П., Майникова Н.Ф., Муромцев Ю.Л., Рогов И.В., Орлов В.В.; заявитель и патентообладатель Тамбовский военный авиационный инженерный институт.

6. Патент RU №02149386 РФ, МПК G01N 25/18 (2000), Способ определения теплофизических характеристик материалов, Клебанов М.Г., Фесенко А.И.; заявитель и патентообладатель ТВВАИУ.

7. Патент US №6676287 В1 МПК G01K15/00 (2004), Способ прямого измерения теплопроводности, Mathis Nancy, Chandler Christina; заявитель и патентообладатель Mathis Instruments Ltd.

8. Булат, Л.П. и др. (2002), Термоэлектрическое охлаждение, Санкт-Петербург, СПбГУНиПТ, 147 с.

9. РД 50-411-83 (1984), Методические указания. Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных сужа-

2. KoLesnikov, P.A. (1965), Teplozashhitnye svojstva odezhdy [ThermaL insuLation properties of cLothing], Moscow, 340 p.

3. Osipova, V.A. (1969), Jeksperimental’noe issledovanie processov teploobmena [ExperimentaL investigation of heat transfer processes], Moscow, 392 p.

4. Patent JP No 3919153, MPK 8G 01N 25/18 (2000), A device for thermal conductivity measurement [Ustrojstvo dLja izmerenija tepLoprovodnosti], Omura Takahiro, Tsuboi Mikinori; Assignee Nichias Corp.

5. Patent RU No 02167412, MPK G01N 25/18 (2001), Method of complex determination of thermophysical properties of materials [Sposob kompLeksnogo opredeLenija tepLofizicheskih svojstv materiaLov], Zhukov N.P., Majnikova N.F., Muromcev Ju.L., Rogov I.V., OrLov V.V.; Assignee Tambov miLitary aviation engineering Institute.

6. Patent RU No 02149386 RF, MPK G01N 25/18 (2000), Method of determining thermophysical characteristics of materials [Sposob opredeLenija tepLofizicheskih harakteristik materiaLov], KLebanov M.G., Fesenko A.I.; Assignee THMAES.

7. Patent US No 6676287 V1 MPK G01K15/00 (2004), The direct measurement of thermal conductivity [Sposob prjamogo izmerenija tepLoprovodnosti], Mathis Nancy, ChandLer Christina; Assignee Mathis Instruments Ltd.

8. BuLat, L.P. etc. (2002), Termojelektricheskoe ohlazhdenie [ThermoeLectric cooLing], St. Petersburg, 147 p.

ющих устройств, Москва, Издательство стандартов, 1984, 52 с.

10. СТБ 1971-2009 (2010), Система стандартов безопасности труда. Одежда пожарных боевая. Общие технические условия, Минск, Госстандарт, 2010, 36 с.

11. ГОСТ 12088-77 (1979), Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения воздухопроницаемости, Москва, Издательство стандартов, 1979, 11 с.

9. RD 50-411-83 (1984), Methodical instructions. The flow of liquids and gases. The measurement technique using a special constriction devices [Metodicheskie ukazanija. Rashod zhidkostej i gazov. Metodika vypoLnenija izmerenijs pomoshh’ju speciaL’nyh suzhajushhih ustrojstv], Moscow, 52 p.

10. STB 1971-2009 (2010), The system of occupational safety standards. Clothing fire fighting. General specifications [Sistema standartov bezopasnosti truda. Odezhda pozharnyh boevaja. Obshhie tehnicheskie usLovija], Minsk, 36 p.

11. GOST 12088-77 (1979), Textile materials and products from them. Method for determination of air permeability [MateriaLy tekstiL’nye i izdeLija iz nih. Metod opredeLenija vozduhopronicaemosti], Moscow, 11 p.

Статья поступила в редакцию 29. 08. 2016 г.

Исследование влияния различных факторов на теплозащитные свойства одежды

Щедрина О. А., Осипенко Л. А., Михайлова И. Д. Исследование влияния различных факторов на теплозащитные свойства одежды // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2016. – Т. 11. – С. 691–695. – URL: http://e-koncept.ru/2016/86150.htm.

Аннотация. С помощью одежды создается микроклимат, который обеспечивает нормальное функциональное состояние человека и комфортные условия при эксплуатации одежды. Целью научно-исследовательской работы являются исследования, позволяющие выяснить влияние воздухопроницаемости на теплозащитные функции одежды. Теплоизоляционные свойства одежды во многом определяются толщиной ее пакета, которая включает в себя толщину материалов и толщину воздушных прослоек. Задачей данного исследования явилось установление изменения температуры воздуха в пододёжном пространстве на участке туловища в зависимости от воздухопроницаемости исходных материалов, скорости ветра и времени пребывания в неблагоприятных условиях окружающей среды. Анализируя данную исследовательскую работу, можно сделать вывод, что комфортное состояние теплозащитной одежды регулируется подбором пакетов по показателям воздухопроницаемости.

Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи

ЩедринаОлеся Александровна,студент, Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) ДГТУ, г. Шахтыlesyabrad@mail.ru

Осипенко Людмила Аркадьевна,кандидат технических наук, доцент,Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) ДГТУ, г. Шахтыosipenko@aaanet.ru

МихайловаИнна Дмитриевна,кандидат технических наук, доцент,Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) ДГТУ,г. Шахтыmichinna124@mail.ru

Исследование влияния различных факторов

на теплозащитные свойстваодежды

Аннотация. С помощью одежды создается микроклимат, который обеспечивает нормальное функциональное состояние человека икомфортные условияпри эксплуатации одежды.Целью научноисследовательской работы являются исследования, позволяющие выяснить влияние воздухопроницаемости на теплозащитные функции одежды.Теплоизоляционные свойства одежды во многом определяются толщиной ее пакета, которая включает в себя толщину материалов и толщину воздушных прослоек.Задачей данного исследования явилось установление изменения температуры воздуха в пододёжном пространстве на участке туловища в зависимости от воздухопроницаемости исходных материалов, скорости ветра и времени пребывания в неблагоприятных условиях окружающей среды.Анализируя данную исследовательскую работу можно сделать вывод, что комфортное состояние теплозащитной одежды регулируетсяподбором пакетов по показателям воздухопроницаемости.Ключевые слова: воздухопроницаемость, пакет материалов, одежда, пододежное пространство, температуропроводность, теплозащитныефункции одежды.

Важнейшими факторами, влияющими на теплоизоляционные свойства материалов для одежды, являются толщина, волокнистый состав, объемная масса, воздухопроницаемость. Значимость каждого из факторов определяется, прежде всего, условиями окружающей среды[1, с.25]. Качество одежды формируется на этапах изготовления материалов, создания модели и конструкции, конфекционирования пакета изделия и собственно процесса пошива.В системе показателей качества одежды важнейшее значение имеют гигиенические показатели, определяющие микроклимат у поверхности тела человека, теплои газообмен его с окружающей средой.Одно из основных и важнейших свойств одежды –ее способность снижать теплопотериорганизма и тем самым создавать тепловой комфорт человеку при наименьшем напряжении функций терморегуляции.Оптимальный микроклимат под одеждой обеспечивает нормальное функциональное состояние человека, хорошее его самочувствие и как следствие этого сохранение высокой работоспособности, рост производительности труда, эффективность жизнедеятельности человека в целом[1, с.8]. Изготовление одежды в соответствии с реальными условиями ее эксплуатации является чрезвычайно важной задачей, решение которой не только способствует улучшению самочувствия человека, сохранению его здоровья, повышению работоспособности и производительности труда, но и позволяет более рационально использовать сырье и материалы. Целью научноисследовательской работы являются исследования, позволяющие выяснить влияние воздухопроницаемости на теплозащитные функции одежды.Воздухопроницаемость характеризует способность тканей пропускать воздух. Этот показатель в значительной мере определяет состояние пододежного микроклимата, от которого зависят процессы теплообмена у одетого человека, а следовательно, его самочувствие и работоспособность[2, с.102].Воздухопроницаемость характеризуется коэффициентом воздухопроницаемости Bр, дм3/(м2*с), который показывает, какое количество воздуха проходит через единицу площади в единицу времени при определенной разнице давлений по обе стороны материала [2,с.103]: BрV/(Sτ), (1)где V

объем воздуха, прошедшего через материал, дм3; S

площадь материала, м2; τ

длительность прохождения воздуха, с.Воздушный поток проходит через поры текстильного материала, поэтому показатели воздухопроницаемости зависят от структурных характеристик материала, определяющих его пористость, число и размеры сквозных пор. Материалы из тонких сильно скрученных нитей имеютбольшое число сквозных пор и соответственно большую воздухопроницаемость по сравнению с материалами из толстых пушистых нитей, в которых поры частично закрыты выступающими волокнами или петлями нитей. С увеличением заполнения ткани существенно снижается ее воздухопроницаемость, причем с увеличением поверхностного заполнения на 1% (при Es>85%) воздухопроницаемость уменьшается примерно в 2 раза[3, с.56].С увеличением объемной массы материала и его толщины воздухопроницаемость снижается.П.А.Колесниковымбыло проведено исследование о влияниичисла слоев материалов на воздухопроницаемость пакетов и установлено, что характер изменения воздухопроницаемости с увеличением числа слоев одного и того же материала одинаков для материалов с различной исходной воздухопроницаемостью, с увеличением числа слоев материала снижается общая воздухопроницаемость пакета [4, с.42]. Изменение воздухопроницаемости ткани в зависимости от числа слоев представлено в соответствии с рисунком 1.

Рис. 1.Изменение воздухопроницаемости ткани

в зависимости от числа слоев

Наиболее резкое снижение воздухопроницаемости (до 50%) наблюдается при увеличении числа слоев материала до двух; дальнейшее повышение числа слоев влияет в меньшей степени[5, с.W8].Основным метеорологическим фактором, вызывающим охлаждение человека, является температура воздуха. Другие природные факторы скорость ветра и влажность воздуха усиливают воздействие холода. Особенно значительная интенсивность охлаждения имеет место при сочетании низких температур с высокой скоростью ветра.Характеризуя теплозащитные свойства одежды в условиях переменной температуры нужноучитывать способности материала быстро или медленно нагреваться или остывать. Исследования теплозащитных свойств материалов одежды показывают, что материалы с малой температуропроводностью имеют определенные преимущества перед материалами с большой температуропроводностью.В условиях реальной эксплуатации одеждытемпературопроводность увеличивается пропорционально скорости ветра.Теплоизоляционные свойства одежды во многом определяются толщиной ее пакета, которая включает в себя толщину материалов и толщину воздушных прослоек. Исходя из этого следовало ожидать, что путем увеличения толщины воздушных прослоек в одежде можно повысить ее тепловое сопротивление. Однако результаты исследований ряда авторов показывают, что эффективно это лишь в определенных пределах толщины воздушных прослоек (≤5 мм)[6, с.144]..Теплоизоляционные свойства материалов обусловлены главным образом присутствием заключенного в них инертного воздуха и мало зависят от вида волокон. Между тепловым сопротивлением материалов или пакетов материалов и их толщиной существует прямолинейная связь, которая несколько нарушается для пакетов материалов большой толщины (≥16 мм). Эти данные позволяют практически, исходя из толщины пакета материалов, подойти к проектированию одежды с необходимой величиной теплового сопротивления[6, с.14W].Теплозащитные свойства обеспечиваются выбором пакета материалов. В пакете одежды материалы верха и подкладки являются многофункциональными; теплозащитная и ветрозащитная прокладки –специализированными.В пакете материалов значение воздухопроницаемости наиболее важно для материала верха и подкладки.Основными требованиями к пальтовым тканям является соответствие теплозащитных свойств. Теплозащитные свойства тканей определяются их воздухопроницаемостью. Воздухопроницаемость шерстяных пальтовых тканей находится в пределах 45350 дм3/(м2с). Для обеспечения требуемого уровня теплозащитности свойств пальто воздухопроницаемость тканей должна быть не более 100 дм3/(м2с). Этому условию удовлетворяют примерно 50% чистошерстяных мужских и около 20% мужских и детских полушерстяных пальтовых тканей. Практически все ткани для женского пальто имеют воздухопроницаемость более 100 дм3/(м2с).В данной работе для исследований быливыбраны две полушерстяные пальтовые ткани примерно одного волокнистого состава, но с разной поверхностной плотностью и толщиной. Воздухопроницаемость пальтовых тканей составила 130 дм3/(м2с) и 246 дм3/(м2с). Для составления теплозащиных пакетов быливыбраны традиционные подкладочный, утепляющий, прокладочный материал и ветрозащитная прокладкаи определена их воздухопроницаемость и толщина. Кроме материалов пакета пальто учтены будут воздухопроницаемость и толщина белья (трикотажная хлопчатобумажная майка) и полушерстяного свитера. Результаты лабораторных исследований испытаний и нормативные значения показателей свойств предлагаемых пакетов теплозащитной одежды приведены в таблицах 14.Таблица1Показатели свойств теплозащитного пакета 1

Состав пакетаТолщина слоя,ммКоэф. воздухопроницаемости,дм3/(м2с)Коэф.теплопроводности слоя,Вт/(м°С)Коэф. температуропроводности слоя, м²/сВоздухопроницаемость пакета, дм3/(м2с)Бельё (хлопчатобумажная футболка)0.84800.03815,9

На что указывают теплозащитные свойства одежды

В статье приведены результаты научно-исследовательской работы по исследованию теплозащитных свойств неразрезной двухполотной основоворсовой ткани. В работе при изучении теплозащитных свойств исследуемой ткани использовался принцип тепловой диагностики, состоящий в сравнении эталонного и анализируемого полей температуры. Аномалии температуры служат индикаторами дефектов, а величина температурных сигналов и их поведение во времени лежат в основе количественных оценок тех или иных параметров объектов. При определении теплофизических характеристик неразрезной двухполотной основоворсовой ткани, с помощью тепловизионной системы, была применена методика, разработанная на кафедре «Промышленной теплоэнергетики» МГТУ им. А.Н. Косыгина. Методика определения теплофизических характеристик основана на методах нестационарного теплового режима для экспериментальной оценки теплозащитных свойств материалов одежды методом регулярного теплового режима. В результате проведенного эксперимента было установлено, что тепловое сопротивление образцов неразрезной двухполотной основоворсовой ткани зависит от их толщины. С увеличением толщины данной ткани увеличивается ее тепловое сопротивление, то есть улучшаются теплозащитные свойства, независимо от волокнистого состава ткани по утку.

К современной бытовой одежде человека предъявляется сложный комплекс гигиенических, технологических и эстетических требований. В климатических условиях нашей страны особое значение имеют теплозащитные функции одежды.

Исследования показывают, что в условиях теплового комфорта трудовые процессы человека протекают с меньшей затратой энергии; вместе с тем они более производительны, менее утомительны; отдых в этих условиях также более эффективен; физиологический аппарат терморегуляции организма работает с меньшим напряжением, исключаются простудные заболевания. Таким образом, одежда, предохраняя организм человека от неблагоприятных внешних воздействий, способствует сохранению его работоспособности и здоровья.

В результате этого швейная промышленность вынуждена часто выбирать материал и изготавливать одежду сугубо эмпирически, без учета гигиенических требований, климатических условий, особенностей трудовых процессов и других факторов.

Проектирование рациональной теплозащитной одежды для различных климатических и производственных условий является большой и весьма сложной научной проблемой, успешно решить которую можно только на базе комплексного использования данных физиологии, гигиены одежды, климатологии, теплофизики, текстильного материаловедения и конструирования одежды.

Теплозащитные свойства являются одним из важных показателей для многих текстильных тканей, предназначенных для теплой одежды, и их изучение приобретает все большее практическое значение.

Обмен тепла между телом одетого человека и окружающей его средой — это сложное и многообразное явление, в котором имеют место разные биологические и физические процессы и в котором сущность теплозащитного действия одежды не остается одинаковой. Она меняется в зависимости от рода одежды, от климатических условий, от условий труда и состояния организма человека и определяется различными свойствами тканей.

Высокие теплозащитные свойства ткани зависят от теплопроводности волокон и их формы, а также от характера и количества заполнения ими объема ткани.

Ткань, обладающая большей пористостью, менее теплопроводна, так как в ней больший объем заполнен воздухом, который является плохим проводником тепла.

Теплопроводность текстильных полотен связано с переносом энергии теплового движения микрочастиц от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящим к выравниванию температуры.

К факторам, влияющим на тепловое сопротивление материала, относятся: объемный вес, толщина, влажность, вид волокнистого материала, воздухопроницаемость и др.

Анализ работ по изучению теплофизических свойств материала показал, что научная разработка основ проектирования и массового производства теплой одежды, а также методов ее оценки значительно отстает от требований потребителя. Теплозащитные свойства одежды остаются малоисследованной и малоизученной областью. Отсутствие единой методики и приборов для определения теплозащитных свойств одежды и теплофизических характеристик, применяемых для нее материалов, не позволяет оценивать ее по этому главному эксплуатационному показателю.

В работе при изучении теплозащитных свойств исследуемой ткани использовался принцип тепловой диагностики, состоящий в сравнении эталонного и анализируемого полей температуры. Аномалии температуры служат индикаторами дефектов, а величина температурных сигналов и их поведение во времени лежат в основе количественных оценок тех или иных параметров объектов.

Тепловизионную систему на базе инфракрасной камеры TermoCam TM SC 3000 можно рассматривать как соединение самых высоких технологий в области полупроводникового материаловедения и оптического приборостроения.

Основное преимущество тепловизора перед другими приборами при исследовании теплозащитных свойств материалов является:

  • — высокая термочувствительность;
  • — более точные значения температур;
  • — высокая скорость получения результатов эксперимента и их обработка;
  • — неограниченный температурный диапазон.

При определении теплофизических характеристик неразрезной двухполотной основоворсовой ткани, с помощью тепловизионной системы, была применена методика, разработанная на кафедре «Про-мышленной теплоэнергетики» МГТУ имени А.Н. Косыгина. Методика определения теплофизических характеристик основана на методах нестационарного теплового режима для экспериментальной оценки теплозащитных свойств материалов одежды методом регулярного теплового режима.

Основное преимущество этого метода:

    — определение теплофизических характеристик исследуемых образцов производится в недеформируемом состоянии;

— тепловизионная система позволяет получить поле температур на поверхности образца с достаточной точностью;

При использовании тепловизионной системы были поставлены следующие задачи:

  • — определение температурных полей на поверхности исследуемых образцов при охлаждении;
  • — определение теплопроводности неразрезной двухполотной основоворсовой ткани.

Экспериментальные исследования по определению теплопроводности неразрезной двухполотной основоворсовой ткани проводились на основе метода регулярного теплового режима основанного на явлении свободного охлаждения нагретого образца в газообразной среде (воздухе). Как известно из ранее проведенных исследований, теплоизоляционная способность ткани зависит от ее толщины независимо от волокна, из которого она выработана. Толщина имеет наибольшее значение в теплоизоляционных свойствах ткани. Для проведения эксперимента были использованы образцы неразрезной основоворсовой ткани с различной толщиной.

p

Рис.1. Схема образца неразрезной двухполотной основоворсовой ткани

На рисунке 1 схематически представлен конструкционный материал, обладающий теплозащитными свойствами свойствами:

bT — толщина виброизоляционного слоя или конструкционного материала в свободном состоянии, мм,

1 — верхний слой конструкционного материала,

2 — нижний слой конструкционного материала,

3 -поперечные стойки, соединяющие два слоя.

Основные теплофизические характеристики образцов неразрезной двухполотной основоворсовой ткани при определении их теплопроводности представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Гигиенические свойства одежды

При оценке теплозащитных свойств одежды воздухопроницаемость является одним из решающих факторов. Если в условиях неподвижного воздуха тепловое сопротивление одежды пропорционально толщине материалов, то в условиях воздушного потока оно зависит также от воздухопроницаемости составляющих материалов и пакета в целом. Так, при одной и той же толщине пакета теплозащитные свойства падают на 10% при скорости воздушного потока в 2 м/с, на 20-35% при скорости ветра 8 м/с по сравнению с неподвижным воздухом. При малых скоростях ветра (2-2,5 м/с) допустимая воздухопроницаемость покровных материалов до 40 дм 3 /м 2 с, а при скорости свыше 2,5 м/с – до 7 -10 дм 3 /м 2 с. Поглощение. Материалы одежды способны к поглощению различных веществ, находящихся в газообразном, парообразном или жидком состоянии. Поглощение в материалах обусловлено их гигроскопическими свойствами. Гигроскопичность – способность материалов сорбировать (поглощать) на своей поверхности водяные пары. Количество поглощаемой гигроскопичной влаги зависит от природы волокон. Гигроскопичность имеет важное значение для сохранения теплового равновесия организма. Под влиянием гигроскопичной влаги ткани утолщаются и укорачиваются, в результате чего увеличивается их теплопроводность. В условиях жаркого сухого климата высокая гигроскопичность при наличии повышенной паропроницаемости способствует испарению пота. Количество гигроскопичной влаги, поглощаемой одеждой из воздуха, может достигать 10% веса одежды, но у тканей различного волокнистого состава гигроскопичность разная. Испаряемость – способность отдавать промежуточную воду путем испарения. У разных по волокнистому составу материалов она различная. Более быстро высыхают ткани тонкие и гладкие. Шерсть теряет воду медленнее, чем хлопчатобумажные материалы, поэтому и меньше охлаждает тело. Испаряемость зависит от температуры, влажности, скорости движения внешней среды, а также от содержания влаги в тканях. Это очень важно, особенно в условиях высоких температур, где необходимо, чтобы одежда хорошо впитывала и быстро отдавала влагу в окружающую среду. С повышением влажности резко падает тепловое сопротивление пакетов одежды, так как теплопроводность воды, находящейся в порах материала, в 20 раз больше теплопроводности воздуха, а теплопроводность льда в 80 раз теплопроводности больше воздуха, имеет место при промерзании влажной среды. Проницаемые свойства. Способность текстильных материалов пропускать воздух, пар, воду, жидкости, дым, пыль, газы и радиоактивные излечения называется проницаемостью. Проницаемость характеризуют следующие физические свойства текстильных материалов: воздухо-, паро- и пылепроницаемость. Воздухопроницаемость – способность пропускать воздух. Она необходима для поддержания теплового баланса организма с внешней средой и удаления из пододежного пространства углекислоты, влаги и потовыделений. Чем выше воздухопроницаемость, тем ниже теплозащитные свойства одежды. Воздухопроницаемость зависит в основном от строения (структуры), толщины, количества и величины пор текстильных материалов в пакете одежды. Циркуляция воздуха через материалы и одежду происходит под влиянием конвекции, связанной с нагревом воздуха у поверхности тела, и с движением человека, а также разности давлений наружного и пододежного воздуха при ветре. Все факторы действуют в сочетании друг с другом, и поэтому трудно учесть влияние каждого из них в отдельности. Чтобы осуществить вентиляцию пододежного воздуха за счет конвекции, необходимо иметь между телом и тканью достаточной толщины слой воздуха (около 5 мм). Воздухопроницаемость одежды во многом зависит и определяется воздухопроницаемостью материалов, из которых она иготовлена. Швейные материалы обычно обладают воздухопроницаемостью от 3,5 до 500 дм 3 /м 2 с. Считается, что наиболее рациональной для пальтовых материалов является воздухопроницаемость до 5 дм 3 /м 2 с. Увеличение количества слоев пакета снижает общую воздухопроницаемость, причем наиболее резко снижение происходит при увеличении слоев вдвое. Дальнейшее увеличение количества слоев пакета сказывается на снижении воздухопроницаемости в меньшей степени. Воздухопроницаемость многослойных пакетов одежды можно рассчитывать с точностью до 10% по формуле Клейтона: где В – воздухопроницаемость пакета, В1, В2, В3 … Вn – воздухопроницаемость каждого слоя в отдельности С введением воздушных прослоек между слоями пакета воздухопроницаемость возрастает и приближается к воздухопроницаемости одного слоя. Наличие воздушных прослоек содействует вентиляции пододежного пространства, и в то же время уменьшает теплозащитные свойства одежды. Для снижения воздухопроницаемости верхних слоев одежды целесообразно применять ветростойкие прокладки или обрабатывать изнаночную сторону химическими обработками, образующими ветростойкие полимерные пленки. При повышении толщины материалов при неизменном объемном весе воздухопроницаемость снижается вследствие уменьшения сквозных пор. При недостаточной воздухопроницаемости материалов и пакетов одежды влага и углекислота задерживаются в пододежном пространстве, и человек теряет чувство комфорта. Для изделий из таких материалов необходимо предусматривать конструктивные средства для вентиляции. С этой целью делаются вентиляционные отверстия в различных (преимущественно на невидимых) деталях одежды. Применяют также воздухопроницаемые материалы в этих же местах. Используют также прострочку деталей толстыми нитками, что создает дополнительные отверстия от игл. С увеличением влажности воздухопроницаемость пакета одежды резко падает, что объясняется заполнением пор влагой и набуханием волокон. Паропроницаемость – способность материалов и пакетов одежды пропускать через себя водяные пары. Они проникают через материал изнутри (потовыделения) и снаружи (атмосферная влага). Паропроницаемость зависит от толщины и пористости материалов, а также от влажности и скорости движения воздуха. Паропроницаемость обеспечивает сохранение нормального теплообмена, а также выделение и удаление газообразных продуктов жизнедеятельности организма. Паропроницаемость протекает из среды с повышенной влажностью в среду с пониженной влажностью. Влажность пакета одежды постоянно изменяется в соответствии с влажностью и температурой окружающей среды и состояния человека. При повышении влажности атмосферы выше 60% возникает затруднение в отдаче влаги с поверхности тела человека, что неблагоприятно отражается на состоянии его организма. Понижение влажности менее 30% вызывает усиленное испарение влаги с кожи и слизистых оболочек, что приводит к неприятному ощущению сухости во рту и горле. В комфортных условиях 20-25% образующегося в организме тепла удаляется испарением пота. При повышении теплопродукции эта доля увеличивается и может достигнуть 100%. Паропроницаемость осуществляется удалением паров через отверстия в материалах, сорбцией и десорбцией паро волокнами ткани и вентиляцией пододежного воздуха, причем вентиляция считается более важным процессом для удаления паров воды, чем пассивный процесс диффузии. Исследования О. Михельса показывают, что механизм передачи влажности, основанный на явлении капиллярности, преобладает над механизмом сорбции, связанным с набуханием. В мокрой одежде зона охлаждения перемещается с поверхности тела на одежду, что уменьшает эффект охлаждения. Отношение к воде будет тем лучше, чем больше будет сорбированной воды в материалах и чем меньше будет продолжительность высыхания. Однако практически большое поглощение воды обычно вызывает длительное высыхание ткани. Вес одежды оказывает существенное влияние на самочувствие человека: тяжелая одежда вызывает усталость, от нее болят плечи и снижается работоспособность. При отсутствии специальных требований к весу одежды, она должна быть как можно меньше. Это достигается уменьшением площади деталей, а, главное, применением новых синтетических материалов с меньшим объемным весом. Вес одежды колеблется в больших диапазонах (см. табл. 3.2.). Средний вес зимней одежды в 2,5 раза мужской и в 3 раза женской больше летней. Вес мужской одежды в 2 раза больше женской. Таблица 3.2. Вес одежды по сезонам, кг

Сезон Мужская одежда Женская одежда
Мини-мальный средний Макси-мальный Мини-мальный средний Макси-мальный
Летний 2,626 3,317 4,323 0,690 1,524 2,002
Весеннее-осенний 5,972 7,189 8,876 2,728 3,462 4,311
Зимний 7,975 8,543 9,742 3,159 4,780 7,416

При разработке теплозащитной одежды для районов Крайнего севера и Сибири вес специальной одежды при применении некоторых видов утеплителей составляет более 10 кг. Б.Ф. Церевитиновым подсчитано, что по отношению к весу тела вес зимней одежды составляет в среднем: у мужчин 1/9, у женщин 1/12; в летнее время соответственно 1/22 и 1/39. Особенно тяжелая зимняя меховая одежда. Вес женских меховых пальто достигает 4,0-4,7 кг. Зимняя одежда для детей мало отличается от одежды взрослых, а по отношению к весу ребенка еще более тяжелая. Так, отношение веса мехового пальто к среднему весу тела женщин составляет примерно 1/24, а у детей 1/12 – 1/16. Большой вес одежды при большой подвижности и слабом развитии мышц у детей приводит к быстрому утомлению организма. Поэтому для детей создание легкой зимней одежды еще более важно, чем для взрослых. Жесткость одежды отдельных ее узлов еще недостаточно изучена. При малой жесткости в отдельных случаях оказывается недостаточно устойчивой форма одежды: повышенная жесткость затрудняет движения, уменьшает износоустойчивость деталей одежды, не позволяет придавать деталям изделия требуемой формы. Детальные исследования летней одежды привели к выводу о необходимости достаточной жесткости, обеспечивающей вентиляцию пододежного пространства. При проектировании же зимней одежды повышенная жесткость нежелательна, так как повышается вентилируемость, и резко снижаются ее теплозащитные свойства. При движениях человека одежда повышенной жесткости сминается в жесткие складки, объемы под ней непрестанно меняются, что приводит к активной циркуляции воздуха. Более того, поскольку под одеждой возникают местные зоны повышенного давления, под действием последнего воздух «продавливается» наружу, а на смену ему снизу поступает свежий воздух. Конструкция одежды. Покрой одежды должен обеспечивать свободу движений, легкость одевания и снимания, не затруднять физиологических функций человека (дыхания, кровообращения и т.п.). Теплозащитные свойства одежды в значительной степени зависят от ее конструкции (покроя, степени прилегания и др.). более теплозащитными являются закрытые конструкции одежды: комбинезоны, куртка с брюками, так как они обеспечивают наибольшую герметичность. Более холодной будет одежда открытой конструкции – пальто, шуба, полупальто. Однако одежда закрытой конструкции исключает вентиляцию пододежного воздуха, изменение теплозащитных свойств одежды при переходе от состояния покоя к движению. Поэтому такая одежда более уместна для людей, вынужденных при низких температурах находиться в условиях сильного ветра. Чтобы оградить пододежное пространство от проникновения холодного наружного воздуха, следует в рукавах применять напульсники, ворот закрывать до верха, применять цельнокроеный с основными деталями капюшон, широко применять пояса или другие конструктивные средства, обеспечивающие прилегание одежды к фигуре по талии и бедрам. Установлено, что конструкцией одежды можно повысить ее теплозащитные свойства до 20%. В этом случае при закрытых конструкциях толщина замкнутых воздушных прослоек должна составлять до 5 мм. Они должны располагаться ближе к внешней поверхности одежды. Эффективным средством для повышения теплозащитных свойств одежды является применение материалов о металлизированным покрытием, которое выполняет роль отражающего экрана. Кроме того, как уже указано ранее, для повышения теплоизоляции одежды при предельной толщине пакета успешно применяются теплообогреватели. При высокой физической активности (ходьбе, работе и т.д.) наиболее приемлема открытая конструкция. Пока человек стоит и организм вырабатывает мало тепла, такая одежда представляет собой как бы колокол, заполненный теплым воздухом, который не дает холодным потокам проникать под одежду снизу. Когда же человек идет и организм вырабатывает больше тепла, за счет колебания одежды возникает интенсивная вентиляция, в результате которой теплоотдача резко возрастает. Конструкция белья важна для правильного функционирования кровообращения и органов дыхания. Тесный бюстгальтер мешает движению грудной клетки; бретельки, врезаясь в тело, раздражают кожу, нарушают кровообращение. Грация представляет еще более неудобную конструкцию. Она изготавливается из воздухонепроницаемых тканей и легко загрязняется. Она резко ограничивает и затрудняет дыхание, кровоток и газообмен в сдавленной ею коже, мешает работать, двигаться.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *